南海海面高度异常与厄尔尼诺和大气环流的关系

利用经验正交函数分解和相关分析等方法分析研究了南海和赤道太平洋的海面高度异常、海面温度异常和风异常之间的相关关系.得出南海海面高度异常EOF第一模态为ENSO模态,方差贡献达到44.7％.在厄尔尼诺(El Ni(n)o)期间,整个南海海面下降,SSHA呈现不同的分布状态,本文讨论了爆发与下半年的El Ni(n)o期间南海SSHA呈现的典型分布状态.El Ni(n)o的先兆阶段南海中部为SSHA低值区,鼎盛阶段南部SSHA增大形成南高北低的分布状态,恢复阶段SSHA分布与El Ni(n)o过后是否发生La Ni(n)a密切相关.南海海面高度异常与大气环流存在明显的相关关系.El Ni(n)o期间,Hadley环流的加强使得南海东部和赤道西太平洋水交换加强,水温的降低和海水的流失使南海海面下降,Walker环流结构和强度的变化则进一步促进了南海SSH的下降.El Ni(n)o期间,南海海面高度会较常年偏低.     

海洋上层热结构演变与El Ni■o

对1979年1月至1987年2月热带太平洋0—400m海水垂直平均温度(TAV)时、空变化的分析表明,在热带西太平洋TAV的年际变化较SST更显著,且与E1 Ni(?)o相联系。在E1 Ni(?)o和反E1 Ni(?)o期间,海洋上层热结构的分布截然不同,E1 Ni(?)o的发生、发展与赤道Kelvin波和热带Rossby波造成的热结构再分布有关。     

棉兰老冷涡的变异及其与El Nio的关系

本文根据北太平洋西南部分1965—1974年冬季的水文资料及附近区域1975—1983年月平均水位资料,比较详细地探讨了棉兰老冷涡的变异及其是否与El Ni(?)o事件有关的问题。结果表明,棉兰老冷涡的变异与El Ni(?)o有着密切的关系,在El Ni(?)o期间,棉兰老冷涡变得较强;而在非El Ni(?)o期间,冷涡变得较弱。然而,冷涡强化的程度并非总与ElNi(?)o的强度相对应。这显然是由于El Ni(?)o仅是影响或控制冷涡变化的主要因素之一而已。     

中国东南沿岸海面的异常与1982—1983年El Nio

海面的波动有各种不同的时间尺度。一般月平均海面的变化主要表现为季节波动,此外为长周期天文潮的影响以及各种非周期性因素所导致的年际变化。海面的非周期性年际变化通常与海洋环流的变异(例如El Ni(?)o现象,以下简称EN)有关。 有关研究表明我国东南沿岸月平均海面除季节变化之外,还呈明显的年际变化,已有若干研究探讨了这种年际变化与EN之间的关系。于克俊在讨论中国东部近海沿岸平均     

南海溶解氧的年际变化与El Nio

依据1975—1984年南海北部断面调查资料,对南海溶解氧的年际变化进行了分析,结果表明,南海溶解氧大致具有3—4年的变化周期,而这种变化周期与El Ni(?)o的振荡周期相一致。还发现,南海溶解氧在El Ni(?)o年的表现为低氧,与低温、低盐等相应;而介于两次El Ni(?)o年之间则为高氧,与高温、高盐等相应。作者对这一反常现象作了初步分析。     

热带西太平洋海洋事件与初级生产力的关系

本文依据“中、美热带西太平洋联合调查研究”资料,分析了正常年份,El Ni(?)o及La-Nina事件热带西太平洋165°E断面(10°N～6°S)的初级生产力。结果发现,El Ni(?)o及La-Nina期间热带西太平洋165°E断面的海洋初级生产力较正常年份分别增加50%和70%左右。     

赤道太平洋海域上层海洋热含量及其变化机制的诊断分析

基于1992—2015年国际共享的ECCO v4 (Estimating the Circulation and Climate of the Ocean Version 4)同化产品,利用热含量控制方程定量地诊断赤道太平洋(118°E—75°W, 5°S—5°N, 0～300m)和Ni?o 3.4区(170°W—120°W, 5°S—5°N,0～80m)这两块区域热含量变化机制。对于去掉季节平均后的年际变化,在赤道太平洋地区,时间趋势项主要由经向输送和海表热通量项共同驱动。通过5°N断面的输送决定了时间趋势项的幅值和正负符号。在Ni?o3.4区,时间趋势项主要由海表热通量项和热量输送项共同驱动,其中垂向输送对总输送贡献最大。赤道太平洋地区经向热量输送异常领先于Ni?o3.4区垂向热量输送异常,这解释了在年际尺度上赤道太平洋热含量异常领先Ni?o3.4指数变化的原因。尽管EP(Eastern Pattern)型El Ni?o和CP(Central Pattern)型El Ni?o有许多不同之处,合成分析表明,两类El Ni?o的共同点为:在赤道太平洋地区,两类El Ni?o事件的热量输送异常在发展期和衰退期由经向输送主导;在Ni?o 3.4区, EP型El Ni?o和CP型El Ni?o的热量输送在发展期和衰退期由垂向输送主导。     

厄尔尼诺的发生与行星运动

厄尔尼诺(El Ni(?)o)现象是海-气耦合系统异常变化的表现,其起因可能不是唯一的,行星运动对地球运动的影响可能会导致El Ni(?)o的发生。根据4个半世纪内El Ni(?)o发生的历史资料,分析其发生和行星运动的关系,得出的结论是:木星赤纬的变化和火星大冲与El Ni(?)o。的发生有显著的关系,表明这2颗行星的运动可能影响El Ni(?)o的发生。文中还根据分析结桌和El Ni(?)o混沌机制的观点,探讨了行星运动对海-气系统变化的影响机制。     

热带太平洋第二类El Nio事件及其对中国气候的影响

基于热带太平洋次表层海温资料,分析了热带太平洋第二类El Nio事件海温异常的分布特征及其形成机制,讨论了与经典El Nio事件、El Nio Modoki、WP(西太平洋暖池)及CT(冷舌)El Nio事件之间的关系,揭示了第二类El Nio事件对中国降水的影响,得到以下结论。(1)第二类El Nio事件表征为热带太平洋次表层海温异常第三模态,占总方差贡献的4.7%。在海洋表面层,第二类El Nio事件暖期赤道东太平洋为沿赤道西伸的冷舌,热带中西太平洋为环绕冷舌的马蹄型大范围暖区。该型具11a和30~40a年代际振荡及3~4a年际变率,峰值多出现在春季。第二类El Nio事件是热带太平洋异常海面风应力场和赤道两侧的风应力旋度共同作用的结果,在赤道东印度洋-中西太平洋与赤道东太平洋-南美洲上空出现以反号垂直运动为特征的异常Walker环流。(2)El Nio Modoki与第二类El Nio事件有密切关系,它实质上是第二类El Nio事件次表层海温与近海面大气相互作用的结果,捕捉了第二类El Nio事件的主要信息。(3)第二类El Nio事件对中国春季及夏初降水有一定影响。在事件暖期,东海地区存在一个显著的异常反气旋性环流,其南侧的中国南方地区盛行异常东北气流,水汽来源减少,导致该地区少雨,其西侧的异常偏南气流北上直达华北地区,异常多水汽向北输送,并与北方的偏北流场相遇,导致该地区降水偏多。在第二类El Nio事件冷期相反。本文结果还指出,WP与CT El Nio事件是由经典El Nio事件第一模态与El Nio Modoki事件组合而成,它们不是独立的El Nio类型。此外,还讨论了夏半年El Nio事件对大气环流影响的物理过程。     

El Nio对东亚气候年际异常影响的数值模拟

根据1949~1998年期间8次显著El Nio事件合成的24个月年际海温异常(SSTAs)和气候平均的海温(SST),利用CCM3分别进行了3个包含10次积分的集合试验,即控制试验(CTRL),热带太平洋海洋全球大气试验(TOGA)以及整个太平洋海洋全球大气试验(TOGA-NP),通过对比分析这3个试验之间的集合模拟结果,揭示了在El Nio不同演变阶段东亚气候年际异常响应结构以及北太平洋年际SSTAs在此过程中的调制作用.结果表明:El Nio发展阶段夏季,东亚地区大气环流异常呈显著的负PJ波列,副热带高压减弱、偏东,东亚夏季风增强,东北和江淮流域降水偏多,华北和长江流域及其以南地区降水偏少;El Nio成熟阶段冬季,东亚大槽加强,东亚北部冬季风加强,西太平洋副热带地区低层有显著的反气旋式异常风场,华南地区降水显著增多;El Nio衰亡阶段夏季东亚气候年际异常型与其发展阶段夏季几乎相反.同时,北太平洋年际SSTAs对El Nio影响东亚气候年际异常有一定的调制作用,使模拟的我国降水异常分布更符合观测.     

El Ni■o研究的进展兼介1986—1987El Ni(?)o期间的海洋事件

文中综述了El Ni(?)o现象的调整、监测及研究的进展,同时指出了尚待进一步研究的问题。此外,还简介了根据“中美热带西太平洋海气相互作用联合研究”四个航次的考察资料并结合美国NOAA提供的SST和夏威夷大学Wyrtkl博士赠送的水位资料对1986—1987El Ni(?)o期间的海洋事件的研究结果。     

热带西太平洋海水热结构对1986—1987年ENSO事件的响应

本文利用热带西太平洋中、美海气第1至第4航次联合考察资料,分析讨论了1986—1987年El Ni(?)o/Southern Oscillation(ENSO)事件期间该区热结构的变化。分析表明,事件期间热带西太平洋暖水域海水热含量显著降低,它与140°W和Nino_1+Nino_2区的SST距平变化恰成反位相关系。此外,温跃层在此期间内上升了50—100m,上混合层明显变浅。这种温跃层的异常上升是与事件期间此区西风异常的出现和赤道两侧正的风应力旋度增大有着密切关系。     

ENSO发展期琼东上升流的动力过程响应差异

上升流是海洋中最重要的海洋现象之一,通过ROMS数值模型模拟并研究了2000—2013年间琼东上升流对ENSO信号(2002和2009年作为典型El Nio年; 2008和2010年作为典型La Nia年)的响应。结果表明,琼东上升流对ENSO气候事件有明显的响应。在El Nio信号较强时琼东上升流减弱,近岸海域水温升高;而在La Nia信号较强时琼东上升流加强,沿岸海域水温降低。对海面风场以及琼东海域沿岸流的分析表明,ENSO信号通过局地海面风场以及沿岸流对琼东上升流产生影响,并且风和沿岸流对琼东上升流的影响是协同的,在El Nio期间均不利于上升流的发展,而在La Nia期间二者的变化均有助于上升流的强化。     

南海海平面对两类El Ni?o的不同响应

利用ECMWF ORAS4重构数据，分析了南海海平面异常(SLA)对东部型(EP)El Ni?o和中部型(CP)El Ni?o的不同响应特征。南海SLA在两类El Ni?o期间表现出不同的时空演变规律。对于东部型El Ni?o，南海空间平均的SLA在发展年的秋、冬季显著下降，最低可达?2 cm，并在次年开始上升，至次年冬季可达2 cm。空间分布上，在发展年秋、冬季，除越南东南部海域存在一个正异常中心外，在南海绝大部分海域，SLA均表现为显著的负异常；从次年春季开始，SLA负异常减弱，而越南东南部的正异常开始发展，直至冬季南海大部分海域以正异常为主。对于中部型El Ni?o，南海SLA在整个El Ni?o发展和衰退期间均表现为显著负异常，异常值始终维持在?2 cm左右，并且在空间上表现为全海盆一致的负异常模态。相比于传统的经验正交分解(EOF)，季节EOF(S-EOF)能够更好地刻画南海SLA在两类El Ni?o期间的时空演变特征，S-EOF的第一模态表现为中部型El Ni?o模态，而第二模态更多地表现为南海SLA在东部型El Ni?o期间的演变特征。南海海平面在两类El Ni?o期间的不同变化主要是由于海峡通道处的热量平流输运异常所产生的热比容效应导致的，但是比容海平面的贡献主要集中在南海内区和南海东部等深水海域，对于南海西部等近岸海域，海平面的变化机制还有待进一步深入研究。     

西太平洋暖池海域上层海洋热盐含量初步研究

基于2001年1月～2014年7月期间的Argo温盐剖面资料，利用循环平稳经验正交函数（CSEOF）分解、最大熵谱分析和相关分析等方法，研究了西太平洋暖池海域上层海洋热盐含量的空间分布、季节和年际变化特征，并探讨了其影响机制。结果表明，暖池海域近表层与次表层热含量逐年变化呈反位相变化模态，同样盐含量变化趋势也不尽相同。无论热含量还是盐含量，都存在着明显的季节和年际变化。CSEOF分析表明，暖池海域热含量第一模态空间场具有显著的东—西反相位年际振荡，盐含量第一模态则呈正-负-正的三极子模态，但时间序列显示，热含量在2007年以后经过3次位相调整，而盐含量2007年以后只经过一次位相调整，且这种年际变化都与ENSO事件有关，且热含量相比于盐含量受ENSO影响更大。El Niño期间，暖池海域西部热含量减少， 东部增加，La Niña期间则相反；研究海域南北部盐含量在El Niño期间增加，中部（暖池高温中心）减少，La Niña期间则相反；进一步分析表明，热含量变化主要受到局地风场以及纬向流的影响，而盐含量变化则受淡水通量和纬向流的影响。     

热带西太平洋上层热含量年际变化的区域性特征

采用1980—2001年的XBT月平均海洋上层温度资料对与El Nino和Southem Oscination(ENSO)相关的热带西太平洋温跃层以上(上层)热含量年际变化的区域特征进行了研究。从热带西太平洋温跃层和上层热含量南北不对称的气候态出发，将其分为“北部”、“赤道”和“南部”三个子区域。发现热带西太平洋上层热含量的调整要领先于Nino3区，并且其释放的热量与El Nino事件的强度成正比，而El Nino事件爆发前热带西太平洋上层热量积累的多少对El Nino事件强度没有明显的影响；热带西太平洋赤道外区域也是ENSO热泵的一部分，其中北部子区域的上层热含量年际调整要超前于赤道和南部子区域，在热泵中起征兆的作用。通过热带西太平洋上层热含量距平场与：Nino3指数的超前滞后相关关系分析发现，热带西太平洋上层热含量年际调整表现出明显的南北不对称，北部子区域内信号时间超前且涉及的空间范围广，南部时间上落后且空间上局限在一个窄带状区域内。热带西太平洋上层热含量年际调整的路径是：热含量年际调整信号率先在太平洋北部子区域出现，然后发展到太平洋赤道和南部子区域，再沿赤道向东发展到东太平洋。     

TOGA COARE IOP期间西太平洋暖池海域的热状况

利用 TOGA COARE IOP期间“向阳红五号”调查船在 2°S、 1 55°E附近进行的 3个航段的多项目综合性科学考察资料 ,对西太平洋暖池海域的热状况进行了分析。结果表明 ,在 TO-GA COARE IOP期间 ,西太平洋暖池海域的热状况具有 El Nino事件发生前的特征。对航段平均来说 ,暖池深度、海洋上层混合层深度和海面至 2 60 m水层的平均温度 ,均是逐航段递次减小的。这种 El Nino事件发生前的热状况特征是该海域海表盛行风向转为西风 ,东向流加强 ,暖水流失的结果。此外 ,在航段内各热状况要素也存在由局地海气耦合性变化造成的数天至十多天尺度的变化。     

厄尔尼诺事件延长原因的初步分析

利用我国及美国国家气象局提供的热带太平洋月平均海温、水位、地球向外长波辐射和850hPa纬向风资料,对1980年以来的三次厄尔尼诺(El Ni(?)o)事件延长原因及其特征作一分析和探讨。文章指出,El Ni(?)o事件延长的原因主要是:在El Ni(?)o事件发生后,热带太平洋大气环流半年左右的韵律活动及在赤道南、北两侧明显的大气振荡加强,从而使大气的El Ni(?)o异常过程间隔半年相继发生。     

热带太平洋海平面低频变化

本文选取ECMWF ORAS4再分析数据对1959-2015年热带太平洋海平面的低频变化进行了分析。热带太平洋海平面年际变化第一模态反映了ENSO爆发阶段的海平面变化,热带东、西太平洋变化反相,其时间序列与Niño3.4指数高度相关。海平面第二模态则体现了El Niño爆发前后热带太平洋暖水的输运过程。El Niño爆发前热带西太平洋暖水聚集的位置,以及爆发后暖水向赤道外输运的位置在两类El Niño事件中均有所不同。此外,ENSO的周期在近半个世纪发生了显著的年代际变化,这一变化与热带太平洋的年代际变化有关。热带太平洋的年代际变化对海平面趋势变化也有着显著的影响。卫星高度计观测到的近20年海平面的快速上升（下降）正是由20世纪90年代后热带太平洋频繁的位相转换引起的。     

1986—1987年El Ni■o事件期间赤道西太平洋温、盐度场和流场的变化

本文根据1985—1988年4次考察中140°E断面的温、盐度和海流资料指出,由于1986—1987年E1 Ni(?)o事件的出现,因而原先积聚在西太平洋赤道海域的上层暖水减少,次表层水和中层水显著抬升,从而改变了热带海域的温、盐度场结构。此外,南赤道流几乎消失以及赤道潜流核心层速度的明显减弱,是这次E1 Ni(?)o事件造成的海流方面的重要变化。结合1982—1983年E1 Ni(?)o事件爆发前137°E断面表层动力高度的分布变化,可初步认为西太平洋赤道海域已具备了产生下一次E1 Ni(?)o事件的海洋学条件。